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Praktische Elektronik
Meßgenerator
mit der DDS-E1-Erweiterung (1)
BURKHARD REUTER
Der digitale Sinusgenerator DDS102 läßt sich nicht nur vorteilhaft als
Oszillator in Funkgeräten einsetzen. Er eignet sich auch sehr gut als
Meßgenerator. Neben der guten Signalqualität besticht dabei besonders
die quarzgenaue Einstellbarkeit sämtlicher Parameter.
Das Erweiterungsboard DDS-E1 gestattet
neben der Frequenzverdopplung die genaue
Konstanthaltung der Ausgangsspannung
mit Hilfe einer Regelung. Der maximale
Ausgangspegel kann dabei +10 dBm
betragen, das entspricht einer Leerlaufspannung
von 4 Vss. Als Nachteil verringert
sich dabei allerdings die Qualität der Sinusschwingung.
Speziell die 2. Harmonische
bei Betrieb bis 10 MHz und die 3. Harmonische
bei Betrieb über 10 MHz sind nur
noch mit etwa 20 dB unterdrückt.
Das Ausgangssignal des DDS102-Boards
weist dagegen einen Nebenwellenabstand
von 48 dB bis 54 dB (je nach eingestellter
Frequenz) auf. Als „Verursacher“ der Verzerrungen
wurde der OTA des LT 1228 ermittelt.
Der Eingang des Verstärkers verträgt
nur sehr geringe Amplituden. Leider
kann dieses IC nicht einfach gegen einen
anderen Typ ausgetauscht werden, da gerade
der OTA zur Funktion der Regelung
erforderlich ist. Um eine Verbesserung der
Nebenwellenunterdrückung zu erreichen,
müssen deshalb die Pegel auf dem Board
vermindert werden. Dazu nachfolgende
Vorgehensweise:
– Vergrößerung der Widerstände R20 und
R21 auf 10 kΩ
– Verringerung der Windungszahl der Koppelwicklung
von Tr1 auf 1 Windung
– Einstellung der Ausgangsspannung auf
447 mVeff im Leerlauf (0 dBm an 50 Ω)
Mit diesen Maßnahmen können die störenden
Oberwellen um etwa 10 dB vermindert
werden.
■ Wobbelgenerator mit DDS102
Mit dem System DDS102 + ALOG1 +
DDS-E1 und der zugehörigen Software
GEN-1 kann ein Wobbelgenerator mit
folgenden Daten aufgebaut werden:
Wobbelbereich
1 Hz bis 32 MHz, in 1-Hz-Schritten einstellbar
(ohne Erweiterung DDS-E1 kann nur ein Bereich
von maximal 16 MHz eingestellt werden)
Durchlaufdauer (Sweep)
1 ms bis >10 Jahre, in ms-Schritten einstellbar
Auflösung
1 Hz bis 100 kHz, in 1 Hz-Schritten einstellbar
1202 • FA 11/95
■ Aufbau
Zur Realisierung eines DDS-Wobbelgenerators
sind mindestens das DDS102-Board
und das Steuerteil ALOG1 erforderlich. Zur
Stromversorgung muß ein Netzteil aufgebaut
werden, das folgende Spannungen
liefern kann:
Versorgung der Digitalbaugruppen
+5 V, max. 200 mA (VCC)
Versorgung der Analogbaugruppen
+5 V, max. 80mA (AVCC)
Bei Verwendung der Erweiterung zusätzlich
-5 V (ca. 160 mA) und +12 V (ca. 5 mA)
Stromaufnahme aus der AVCC-Versorgung
etwa 200 mA
Die Spannungen sollten gut gesiebt und
stabilisiert sein.
Alle Einstellungen können mit der Tastatur
und dem Präzisionspotentiometer von
ALOG1 vorgenommen werden. Die Anzeige
erfolgt auf dem zugehörigen LCD-
Modul. Die BNC-Buchsen führen das Ausgangssignal
(+10 dBm und –10 dBm) und
die Sync-Impulse zur Triggerung eines
Oszillografen als Sichtgerät.
Der Generator kann auch ohne jede Bedienund
Anzeigeeinheit verwendet werden. Die
Steuerung erfolgt dann über eine serielle
Verbindung durch einen PC.
■ Steuerung und Funktion
des Generators
Die Software besteht aus zwei Teilen, dem
Steuerprogramm im Controller der Baugruppe
ALOG1 und einer Bedienoberfläche
für die Steuerung vom PC aus. Alle
Funktionen werden durch die Controllersoftware
des Steuerteils realisiert. In der
Version GEN-1 ist übrigens die vollständige
Software OSZ-1 enthalten. Die Auswahl
erfolgt über den Anschluß J1.25 von
DDS-E1 (oder ALOG1). Bei L-Pegel startet
beim Einschalten GEN-1, bei H-Pegel
startet OSZ-1.
Auf Grund einiger Hinweise wurde die
Software OSZ-1 erweitert, um die universelle
Einsetzbarkeit als Oszillator in Funkgeräten
zu erhöhen. In einigen Frequenzaufbereitungen
(besonders bei Aufwärts-
mischung) ist es erforderlich, daß sich die
Ausgangsfrequenz gegenläufig zur Einstellung
der Frequenzanzeige ändert.
Diese Möglichkeit erreicht man jetzt durch
Eingabe eines Versatzes (Differenz von
Displayanzeige zu wirklicher Ausgangsfrequenz),
der negativ und größer als die
augenblickliche Ausgangsfrequenz ist. Bisher
wurde der Versatz dann auf die Höhe
der Ausgangsfrequenz begrenzt und die
Anzeige auf 0 Hz gesetzt. Jetzt wird die
Eingabe akzeptiert und die Anzeige auf
den nun unter Null liegenden Anzeigewert
eingestellt. Ein dabei eigentlich vorhandenes
Minuszeichen wird aber nicht angezeigt.
Zur Kontrolle erscheint dafür vor
der Anzeige des Versatzes ein Schrägstrich
„/“ anstelle des Minuszeichens. Das
deutet auf die jetzt eingestellte Funktion,
die „Spiegelung“ des Versatzes um 0 Hz
hin.
Natürlich können nur Frequenzen bis zum
Versatz-Wert eingestellt werden, dann ist
die Ausgangsfrequenz Null. Am anderen
Ende des Einstellbereichs wird der Versatz-
Wert ausgegeben, die Anzeige ist Null.
Eine Ausnahme ergibt sich bei Eingabe
eines Versatzes größer als die maximale
Ausgangsfrequenz. Dann kann die Anzeige
bis auf den Wert Versatz minus max. Ausgangsfrequenz
eingestellt werden, z. B.
beim Versatz –100 MHz von 68 MHz (mit
DDS-E1) bis 100 MHz.
■ Software GEN-1
Doch nun zum Programm GEN-1. Seine
Funktion läßt sich im Prinzip ganz einfach
beschreiben: Die Ausgangsfrequenz ändert
sich ständig schrittweise zwischen zwei
Endwerten. Bei Erreichen des oberen Endwertes
wird entweder sofort auf den unteren
Endwert zurückgesprungen, oder die
Frequenz wird schrittweise wieder vermindert.
Unterer und oberer Endwert,
Schrittweite und Schrittdauer sind unabhängig
voneinander einstellbar. Aus der
Differenz zwischen den Endwerten, geteilt
durch die Schrittweite, ergibt sich die
Schrittzahl, aus Schrittzahl und Schrittdauer
die Dauer eines Durchlaufs (Sweep)
von einem zum anderen Endwert.
Gegenüber analogen Schaltungen sind
sämtliche Parameter bis auf wenige 10 ppm
genau einstellbar und auch über einen
längeren Zeitraum konstant. Außerdem sind
recht große Zeiten realisierbar. Demgegenüber
bereiten sehr kurze Zeiten Schwierigkeiten.
Mit dem DDS102-System lassen sich
große Einstellbereiche realisieren. Bei der
folgenden Beschreibung werden der untere
Endwert immer als Startfrequenz „fs“,
der obere Endwert als Endfrequenz „fe“, die
Schrittweite als „Weite“ und die Schrittdauer
als „Dauer“ bezeichnet. Diese Para-